KR20190089869A - 측면 애퍼쳐를 갖는 카트리지를 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

측면 애퍼쳐를 갖는 카트리지를 갖는 에어로졸 발생 시스템 Download PDF

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KR20190089869A
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Abstract

카트리지(18), 및 에어로졸 발생 장치(12)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(10)이 제공된다. 카트리지(18)는 카트리지 하우징(28) 및 카트리지 하우징(28) 내에 위치된 카트리지 에어로졸 형성 기재(42)를 포함한다. 카트리지 하우징(28)은 제1 단부(30) 및 제2 단부(32)를 갖고, 제1 단부(30)와 제2 단부(32) 사이에서 연장되는 카트리지 축(34)을 정의한다. 적어도 하나의 애퍼쳐(36)는 제1 단부(30)와 제2 단부(32) 사이에서 카트리지(18)의 제1 측면 상에 위치된다. 에어로졸 발생 장치(12)는 카트리지(18)의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동(26), 공동(26)의 상류 단부에 있는 공동 공기 유입구(56), 및 공동(26)의 하류 단부에서 공동 공기 유출구(70)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 카트리지 축(34)에 평행한 제1 방향(35)을 따라 공동(26) 내로 카트리지(18)를 삽입하도록 구성된다. 에어로졸 발생 장치(12)는 액체 에어로졸 형성 기재(58), 전기 히터(64), 전력 공급부(50), 및 제어기(48)를 더 포함한다. 카트리지(18)가 공동 내(26)에 수용될 때, 카트리지 하우징(28)과 에어로졸 발생 장치(12)는 공동 공기 유입구(56)로부터의 기류를 카트리지 하우징(28)에 의해 형성된 적어도 하나의 애퍼쳐(36)를 통해 안내하도록 협력하여 공동 공기 유입구(56)로부터 공동 공기 유출구(70)까지의 기류가 카트리지(18)를 통과하여 흐르게 한다.

Description

측면 애퍼쳐를 갖는 카트리지를 갖는 에어로졸 발생 시스템
본 발명은 카트리지의 측면에 적어도 하나의 애퍼쳐를 갖는 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전기 작동식 흡연 시스템으로서 특정한 용도를 제공한다.
일 유형의 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전기 작동식 흡연 시스템은 통상적으로 배터리, 제어 전자 장치, 및 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함한다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 부분 내에 함유될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 니코틴 용액과 같은, 액체 에어로졸 형성 기재가 저장되는 액체 저장 섹션을 포함할 수 있다. 흔히 '전자 담배(e-cigarette)'라고 지칭되는 이러한 장치는 통상적으로 다수의 종래의 궐련을 소비하는 것과 동등한 다수의 퍼프를 제공하기에 충분한 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
전자 담배 사용자에게 종래의 궐련을 소비한 경험과 더욱 가깝게 시뮬레이션하는 경험을 제공하려는 시도로, 일부 장치는 전자 담배 구성을 담배 기반 기재와 조합하여 사용자가 흡입한 에어로졸에 담배 맛을 부여하려고 시도하였다. 그러나, 이러한 장치는 종래의 전자 담배에 비해 증가된 복잡도를 나타내며, 이는 더욱 복잡한 제조 공정 및 약화된 사용자 경험을 초래할 수 있다.
공지된 장치가 가진 이러한 문제점들 중 적어도 일부를 완화하거나 제거하는 다양한 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따르면, 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 카트리지는 카트리지 하우징 및 카트리지 하우징 내에 위치된 카트리지 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 카트리지 하우징은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 카트리지 축을 정의한다. 카트리지 하우징은 카트리지 하우징의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 카트리지의 제1 측면 상에 위치된 적어도 하나의 애퍼쳐를 더 정의한다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동, 공동의 상류 단부에 있는 공동 공기 유입구 및 공동의 하류 단부에 공동 공기 유출구를 포함하고, 에어로졸 발생 시스템은 카트리지 축에 평행한 제1 방향을 따라 공동 내로 카트리지를 삽입하도록 구성된다. 에어로졸 발생 장치는 액체 저장 섹션 내에 위치된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 액체 저장 섹션, 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안에 액체 저장 섹션으로부터 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 전기 히터, 및 전력 공급부를 더 포함한다. 전력 공급 섹션은, 전력 공급부 및 전력 공급부로부터 전기 히터까지의 전력 공급을 제어하기 위한 제어기를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템은, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 카트리지 하우징과 에어로졸 발생 장치는 공동 공기 유입구로부터 공동 공기 유출구까지 공기가 카트리지를 통해 흐르도록 카트리지 하우징에 의해 형성된 적어도 하나의 애퍼쳐를 통해 공동 공기 유입구로부터의 기류를 안내하도록 협력하도록 구성된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 형성 기재"라는 용어는, 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 에어로졸 형성 기재로부터 발생하는 에어로졸은 눈에 보일 수도 있고 보이지 않을 수도 있으며, 증기(예를 들어, 기체 상태인 물질의 미립자로, 실온에서는 보통 액체 또는 고체임)뿐만 아니라 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 카트리지의 측면 상의 적어도 하나의 애퍼쳐를 통해 카트리지를 통해 기류를 안내하도록 구성된다. 유리하게는, 카트리지의 측면 상에 적어도 하나의 애퍼쳐를 제공하는 것은 에어로졸 발생 시스템을 통해 기류를 개선시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 응축 챔버가 카트리지와 동축으로 제공될 수 있으며, 이는 카트리지가 카트리지의 단부 상의 애퍼쳐를 통한 기류가 구성되는 공지된 시스템과 비교하여 에어로졸 발생 시스템의 길이를 단축시킬 수 있다.
유리하게는, 카트리지의 측면 상에 적어도 하나의 애퍼쳐를 제공하는 것은 기류 애퍼쳐가 카트리지의 단부에 제공되는 공지된 시스템에 비해 적어도 하나의 애퍼쳐의 크기의 증가를 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 더 큰 애퍼쳐는 카트리지 에어로졸 형성 기재로 카트리지의 충진을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 더 큰 애퍼쳐는 카트리지에 진입하는 기류를 위한 카트리지의 단면적을 증가시킬 수 있으며, 이는 에어로졸 발생 시스템의 흡인 저항을 감소시킬 수 있다. 증가된 유동 면적은 또한 공지된 시스템과 비교하여 카트리지 에어로졸 발생 기재의 두께가 감소되는 것을 가능하게 할 수 있으며, 이는 흡인 저항을 더 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 시스템 기류 유입구 및 적어도 하나의 시스템 기류 유출구를 포함한다. 사용하는 동안에, 공기는 시스템 기류 유입구로부터 시스템 기류 유출구까지 유동 경로를 따라 에어로졸 발생 시스템을 통해 흐른다. 공기는 시스템 기류 유입구에 있는 유동 경로의 상류 단부로부터 시스템 기류 유출구에 있는 유동 경로의 하류 단부까지 유동 경로를 따라 흐른다.
바람직하게는, 카트리지는 제1 측면과 대향하는 제2 측면을 포함하고, 카트리지 에어로졸 형성 기재는 제1 측면과 제2 측면 사이에 위치된다. 적어도 하나의 애퍼쳐는 카트리지의 제1 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제1 애퍼쳐를 포함할 수 있다.
제1 측면은 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 가질 수 있으며, 제1 애퍼쳐는 제1 측면의 길이의 약 50% 미만을 따라 연장된다. 제1 애퍼쳐는 카트리지 하우징의 제1 단부에 근접하여 위치될 수 있으며, 적어도 하나의 애퍼쳐는 카트리지의 제1 측면의 일부를 가로질러 연장되고 제1 애퍼쳐로부터 이격된 제2 애퍼쳐를 더 포함하며, 제2 애퍼쳐는 카트리지 하우징의 제2 단부에 인접하여 위치된다. 유리하게는, 카트리지의 제1 단부에 근접하여 위치된 제1 애퍼쳐 및 카트리지의 제2 단부에 근접하여 위치된 제2 애퍼쳐를 제공하는 것은 실질적으로 전체 카트리지를 통한 기류를 용이하게 할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 제1 측면을 향하여 공동의 측벽으로부터 연장되고 카트리지가 공동 내에 수용될 때 제1 애퍼쳐와 제2 애퍼쳐 사이에 위치된 기류 차단 요소를 포함한다. 기류 차단 요소는 사용 시, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 기류 차단 요소는 공동 공기 유입구로부터 제1 애퍼쳐를 통과하고 카트리지 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가로지르고, 제2 애퍼쳐를 통과하여 공동 공기 유출구까지 기류를 안내하도록 구성된다. 바람직하게는, 카트리지 하우징은 제1 애퍼쳐 및 제2 애퍼쳐 사이에서 연장되는 카트리지 벽 부분을 정의하며, 기류 차단 요소는 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지 벽 부분과 맞물리도록 구성된다.
제1 애퍼쳐는 카트리지 하우징의 제1 단부에 근접하여 위치될 수 있으며, 적어도 하나의 애퍼쳐는 카트리지의 제2 측면의 일부를 가로질러 연장된 제2 애퍼쳐를 더 포함하며, 제2 애퍼쳐는 카트리지 하우징의 제2 단부에 인접하여 위치된다. 유리하게는, 이러한 배치는 실질적으로 전체 카트리지를 통한 기류를 가능하게 할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 제1 측면을 향하여 공동의 제1 측벽으로부터 연장되고 카트리지가 공동 내에 수용될 때 제1 애퍼쳐의 하류에 위치되는 제1 기류 차단 요소를 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 제2 측면을 향하여 공동의 제2 측벽으로부터 연장되고 카트리지가 공동 내에 수용될 때 제2 애퍼쳐의 상류에 위치되는 제2 기류 차단 요소를 포함한다. 제1 및 제2 기류 차단 요소는, 사용 중에, 제1 기류 차단 요소가 공동 공기 유입구로부터 제1 애퍼쳐를 통해, 카트리지 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가로질러 기류를 안내하고, 제2 기류 차단 요소가 제2 애퍼쳐를 통해 공동 공기 유출구까지 기류를 안내하도록 구성된다. 바람직하게는, 카트리지 하우징은 제1 애퍼쳐에 인접한 제1 카트리지 벽 부분 및 제2 애퍼쳐에 인접한 제2 카트리지 벽 부분을 정의하며, 제1 기류 차단 요소는 제1 카트리지 벽 부분과 맞물리도록 구성되고, 제2 기류 차단 요소와 제2 기류 차단 요소는 카트리지가 공동 내에 수용될 때 제2 카트리지 벽 부분과 맞물리도록 구성된다.
카트리지의 제1 측면은 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 가질 수 있으며, 제1 애퍼쳐는 제1 측면의 길이의 약 50% 이상을 따라 연장된다. 유리하게는, 이 배치는 에어로졸 발생 시스템을 위한 바람직한 흡인 저항을 제공하기에 충분히 큰 제1 애퍼쳐를 제공할 수 있다. 유리하게는, 이 배치는 카트리지의 제조 동안 카트리지 에어로졸 형성 기재로 카트리지 하우징의 충진을 용이하게 하도록 충분히 큰 제1 애퍼쳐를 제공할 수 있다. 제1 애퍼쳐는 실질적으로 제1 측면의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다.
제1 애퍼쳐는 카트리지 하우징에 의해 형성되는 유일한 애퍼쳐일 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 공동의 측벽으로부터 카트리지의 제1 측면을 향하여 연장되는 기류 차단 요소를 포함하며, 기류 차단 요소는 공동 공기 유입구로부터 제1 애퍼쳐를 통해, 카트리지 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가로질러 다시 제1 애퍼쳐를 통해 공동 공기 유출구까지 공기 흐름을 안내하도록 위치된다.
제1 애퍼쳐가 카트리지의 제1 측면의 길이의 적어도 약 50%를 따라 연장되는 구현예에서, 적어도 하나의 애퍼쳐는 카트리지의 제2 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제2 애퍼쳐를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 측면은 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 가지며, 제2 애퍼쳐는 제2 측면의 길이의 적어도 약 50%를 따라 연장되고, 제2 애퍼쳐는 제1 애퍼쳐와 적어도 부분적으로 중첩된다. 유리하게는, 이러한 배치는 제1 애퍼쳐로부터 제2 애퍼쳐까지 카트리지 에어로졸 형성 기재를 가로지르는 직접 기류를 가능하게 함으로써 에어로졸 발생 시스템의 흡인 저항을 감소시킬 수 있다. 제1 애퍼쳐는 실질적으로 제1 측면의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 제2 애퍼쳐는 실질적으로 제2 측면의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다.
카트리지 하우징은 복수의 기재칸을 정의할 수 있으며, 카트리지 에어로졸 형성 기재는 기재칸 중 적어도 하나 내에 위치된다. 카트리지는 복수의 카트리지 에어로졸 형성 기재를 정의할 수 있으며, 각각의 카트리지 에어로졸 형성 기재는 기재칸 중 하나 내에 위치된다. 복수의 카트리지 에어로졸 형성 기재는 서로 상이하거나 동일할 수 있다.
기재칸 중 적어도 하나는 카트리지 에어로졸 형성 기재를 함유하지 않을 수 있다. 기재칸 중 적어도 하나는 필터 재료를 포함할 수 있다. 필터 재료는 셀룰로오스 아세테이트를 포함할 수 있다. 기재칸 중 적어도 하나는 향미제를 포함할 수 있다. 향미제는 멘톨을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 애퍼쳐는 각각의 기재칸의 제1 측면 위에 놓이고, 적어도 하나의 애퍼쳐는 카트리지의 제2 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제2 애퍼쳐를 더 포함하며, 제2 애퍼쳐는 기재칸의 각각의 제2 측면을 덮는다.
에어로졸 발생 시스템은 기재칸 각각을 통한 공기의 평행한 흐름을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 공동 공기 유입구는 제1 애퍼쳐에 기류를 제공하도록 위치될 수 있고 공동 공기 유출구는 애퍼쳐로부터 기류를 수용하도록 위치될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 각각의 기재칸을 통한 기류의 연속적인 흐름을 가능하게 하도록 구성된다. 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 기류 차단 요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기류 차단 요소는 카트리지가 공동 내에 수용될 때 기류를 각각의 기재칸을 통해 안내하도록 공동 내에 위치된다. 적어도 하나의 기류 차단 요소는 장치 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 기류 차단 요소는 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안에. 제1 및 제2 애퍼쳐를 통해 기재칸을 관통하는 구불구불한 기류 경로를 따라 기류를 안내하도록 구성된다.
적어도 하나의 기류 차단 요소는, 공동의 제1 벽으로부터 연장되는 하나 이상의 제1 기류 차단 요소 세트, 및 제1 벽면에 대향하는 공동의 제2 벽으로부터 연장되는 하나 이상의 제2 기류 차단 요소의 세트를 포함할 수 있고, 제1 기류 차단 요소는 하류 방향으로 제1 벽을 따라 이격되고, 제2 기류 차단 요소는 하류 방향으로 제2 벽을 따라 이격되고, 카트리지 조립체가 공동 내에 수용될 때, 제1 기류 차단 요소는 제2 기류 차단 요소로부터 오프셋되어 공동을 및 기재칸을 관통하는 구불구불한 기류 경로를 형성한다.
유리하게는, 구불구불한 유동 경로를 형성하는 것은 에어로졸 발생 시스템을 통한 기류가 각각의 기재칸을 통해 흐르는 것을 보장한다.
본원에서 기술되는 바와 같이, 카트리지는 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼쳐가 카트리지의 제1 측면 상에 위치된 제1 애퍼쳐, 또는 카트리지의 제1 측면에 위치된 제1 및 제2 애퍼쳐만을 포함하는 구현예에서, 카트리지 하우징은 카트리지의 제2 측면을 정의하는 벽 부분을 포함할 수 있고, 벽 부분은 만곡된다. 유리하게는, 카트리지의 제2 측면을 정의하는 만곡된 벽 부분을 제공하는 것은 카트리지의 내부 용적을 최대화할 수 있으며, 이는 카트리지 내에 위치될 수 있는 카트리지 에어로졸 형성 기재의 양을 증가시킬 수 있다. 유리하게는, 만곡된 벽 부분을 제공하는 것은 카트리지를 회전 비대칭으로 제공할 수 있으며, 이는 카트리지의 사용자가 정확한 배향으로 공동 내로 삽입하는 것을 용이하게 할 수 있다.
카트리지 하우징의 제1 단부는 카트리지 축에 대해 수직이 아닌 각도로 연장되고, 카트리지 및 에어로졸 발생 장치는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지 하우징의 제1 단부의 일부가 공동의 상류 단부 벽과 접경하도록 구성되어, 카트리지 하우징의 제1 단부가 공동 공기 유입구로부터 카트리지의 제1 측면까지 기류를 안내한다. 유리하게는, 이러한 배치는, 특히 카트리지가 단일 기재칸을 포함하는 구현예에서, 카트리지의 제1 측면 상의 제1 애퍼쳐 및 카트리지의 제2 측면 상의 제2 애퍼쳐를 포함하는 구현예에서, 공동 내에 하나 이상의 기류 차단 요소를 제공할 필요성을 제거할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 카트리지의 일부를 형성할 수 있다. 마우스피스는 카트리지와 별도로 형성되고 카트리지와 기화기 섹션 중 적어도 하나에, 예를 들어 죔쇠 끼워맞춤에 의해 부착되도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 사용 중에 공동 공기 유출구와 유체 연통하도록 구성되는 마우스피스 공기 유출구를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템이 적어도 하나의 시스템 기류 유출구를 포함하는 구현예에서, 마우스피스 공기 유출구는 시스템 기류 유출구를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 카트리지는 죔쇠 끼워맞춤에 의해 공동 내에 보유되도록 구성된다. 각각의 카트리지는 및 공동은 임의의 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 카트리지의 단면 형상은 공동의 단면 형상과 실질적으로 동일하다. 절한 단면 형상은 원형, 반원형, 다각형, 정사각형, 및 불규칙 형상을 포함하는 직사각형을 포함한다.
카트리지 하우징은 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 재료는, 알루미늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드, 예컨대 Kapton®, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리옥시메틸렌(POM), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지, 액정 폴리머(LCP), 개질된 LCP, 예컨대 흑연 또는 유리 섬유를 갖는 LCP를 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
카트리지는 적어도 하나의 애퍼쳐를 가로질러 연장되는 다공성 재료의 층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼쳐가 제1 애퍼쳐를 포함하는 구현예에서, 다공성 재료의 층은 제1 애퍼쳐를 가로질러 연장되는 다공성 재료의 제1 층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼쳐가 제2 애퍼쳐를 포함하는 구현예에서, 다공성 재료의 층은 제1 애퍼쳐를 가로질러 연장되는 다공성 재료의 제2 층을 포함할 수 있다. 유리하게는, 다공성 재료의 하나 이상의 층은 카트리지 에어로졸 형성 기재를 카트리지 내에 보유할 수 있고 또한 카트리지를 통한 기류를 허용할 수 있다. 다공성 재료의 각 층은 메쉬를 포함할 수 있다.
카트리지 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 탈양성자화된 니코틴을 함유하는 담배를 포함할 수 있다. 담배 내에서 니코틴을 탈양성자화하면 유리하게는 니코틴의 휘발성을 증가시킬 수 있다. 니코틴은 담배에 알칼리화 처리를 하여 탈양성자화될 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 비담배 재료를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 재료 및 비담배 함유 재료를 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성제'는 사용 시에, 에어로졸의 형성을 용이하게 하는, 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적합한 에어로졸 형성제는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하되 이에 한정되지 않는다.
바람직한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직한 것은, 글리세린이다.
고체 에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 고체 에어로졸 형성 기재는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 5%를 초과하는 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 약 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 가열시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함한다. 적절한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물을 포함한다.
액체 저장 섹션 내의 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴이 없을 수 있다. 이러한 구현예에서, 기화된 액체 에어로졸 형성 기재는 사용 중에 카트리지 중 하나의 고체 에어로졸 형성 기재를 통해 흡인되어 고체 에어로졸 형성 기재로부터 하나 이상의 휘발성 화합물을 들어낼(strip) 수 있다. 기화된 액체 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재로부터 니코틴을 들어낼 수 있다. 탈양성자화 니코틴을 함유하는 담배를 포함하는 고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재가 니코틴이 없는 구현예들에 특히 적합할 수 있다.
액체 저장 섹션은 다공성 담체 재료를 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 상에 제공된다. 유리하게는, 다공성 담체 재료 상에 액체 에어로졸 형성 기재를 제공하는 것은 액체 저장 섹션으로부터 액체 에어로졸 형성 기재가 누설되는 위험을 감소시킬 수 있다.
다공성 담체 재료는 액체 에어로졸 형성 기재에 투과성인 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있고, 액체 에어로졸 형성 기재가 다공성 담체 재료를 통해 이동할 수 있게 한다. 바람직하게는, 재료 또는 재료의 조합은 액체 에어로졸 형성 기재에 대하여 불활성이다. 다공성 담체 재료는 모세관 재료일 수 있거나 아닐 수 있다. 다공성 담체 재료는 액체 에어로졸 형성 기재의 분포 및 분산을 개선하도록 친수성 재료를 포함할 수 있다. 이는 일정한 에어로졸 형성을 지원할 수 있다. 특히 바람직한 재료 또는 재료들은 액체 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성에 의존할 것이다. 적합한 재료의 예는 모세관 재료, 예를 들어, 스폰지 또는 발포성 재료, 섬유 또는 소결 분말 형태의 세라믹계 또는 흑연계 재료, 발포성 금속 또는 플라스틱 재료, 초산 셀룰로오스, 폴리에스테르, 또는 결합된 폴리올레핀과 같은, 예를 들어 방사 또는 압출된 섬유로 만든, 섬유상 재료, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 또는 세라믹이다. 다공성 담체 재료는 상이한 액체 물리적 특성들을 가지고 사용되도록 임의의 적절한 다공성을 가질 수 있다.
카트리지 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 카트리지 내에 위치된 다공성 담체 재료 상에 제공될 수 있다. 적합한 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 액체 저장 섹션에 관하여 본원에 기재된 것들을 포함한다. 적절한 다공성 담체 재료는 에어로졸 발생 장치의 액체 저장 섹션과 관련하여 본원에 기재된 것들을 포함한다. 바람직하게는, 카트리지에 제공된 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 액체 저장 섹션에 제공된 액체 에어로졸 형성 기재와 상이하다.
카트리지 에어로졸 형성 기재가 복수의 기재칸 내에 위치된 복수의 카트리지 에어로졸 형성 기재를 포함하는 구현예에서, 바람직하게는 적어도 2개의 에어로졸 형성 기재는 상이한 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 카트리지 에어로졸 형성 기재 중 하나는 본원에 기술된 고체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 카트리지 에어로졸 형성 기재 중 하나는 본원에 기술된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
카트리지는 적어도 하나의 애퍼쳐 위로 연장되는 시일을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼쳐가 제1 애퍼쳐를 포함하는 구현예에서, 시일은 제1 애퍼쳐를 가로질러 연장되는 제1 시일을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼쳐가 제2 애퍼쳐를 포함하는 구현예에서, 시일은 제1 애퍼쳐를 가로질러 연장되는 제2 시일을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 시일은 제거 가능한 시일이다. 카트리지를 공동 내에 삽입하기 전에, 각 시일은 사용자에 의해 카트리지로부터 제거된다.
바람직하게는, 각각의 시일은 시일의 주변부 둘레 카트리지 하우징에 고정된다. 각각의 시일은 접착제와 용접, 예컨대 초음파 용접 중 적어도 하나에 의해 카트리지 하우징에 고정될 수 있다.
각각의 시일은 바람직하게는 시트 재료로 형성된다. 시트 재료는 중합체 필름 및 금속 포일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 사용시 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 전달 요소로부터 전기 히터로 액체 전달 요소를 따라 모세관 작용에 의해 운반되도록 구성되는 액체 전달 요소를 더 포함할 수 있다. 액체 저장 부분이 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 액체 전달 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 다공성 캐리어 재료로부터 전기 히터까지 운송하도록 구성된다.
액체 전달 요소는, 액체 전달 요소의 길이를 따라 액체 에어로졸 형성 기재를 전달할 수 있는 임의의 적절한 재료 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 액체 전달 요소는 다공성 재료로 형성될 수 있지만, 이는 반드시 그럴 필요는 없다. 액체 전달 요소는 다공성 또는 스폰지 구조를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 액체 전달 요소는 바람직하게는 모세관 다발을 포함한다. 예를 들어, 액체 전달 요소는 복수의 섬유나 스레드(thread), 또는 다른 미세 보어 튜브를 포함할 수 있다. 액체 전달 요소는 스폰지형 또는 발포체형 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 전달 요소의 구조는 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 작용에 의해 운송될 수 있는 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성한다. 특히 바람직한 재료 또는 재료들은 액체 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성에 의존할 것이다. 적합한 모세관 재료의 예는 스폰지 또는 발포 재료, 섬유 또는 소결 분말의 형태의 세라믹 또는 흑연계 재료, 발포 금속 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 방사 또는 압출 섬유로 만들어진 섬유 물질, 예컨대 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에스테르 또는 결합된 폴리올레핀 섬유 재료, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유, 세라믹, 유리 섬유, 실리카 유리 섬유, 탄소 섬유, 오스테나이트 316 스테인리스 스틸 및 마르텐사이트 440 및 420 스테인리스 스틸과 같은 의학용 스테인리스 스틸 합금의 금속 섬유를 포함한다. 액체 전달 요소는 상이한 액체 물리적 특성과 함께 사용되도록 임의의 적절한 모세관 현상(capillarity) 및 기공도를 가질 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 점도, 표면 장력, 밀도, 열 전도성, 융점 및 증기 압력을 포함하되 이에 한정되지 않는 물리적 특성을 갖는데, 이는 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 전달 요소를 통해 전달될 수 있게 한다. 액체 전달 요소는 내열성 재료로 형성될 수 있다. 액체 전달 요소는 복수의 섬유 가닥을 포함할 수 있다. 복수의 섬유 가닥은 액체 전달 요소의 길이를 따라서 전반적으로 정렬될 수 있다.
액체 저장 섹션이 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 다공성 담체 재료 및 액체 전달 요소는 동일한 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 다공성 담체 재료 및 액체 전달 요소는 상이한 재료를 포함한다.
전기 히터는 액체 저장 섹션과 전력 공급 섹션 중 하나 또는 둘 모두와 별도로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 액체 저장 부분, 전기 히터 및 존재하는 경우, 액체 전달 요소는 기화기 섹션에 함께 제공된다. 바람직하게는, 기화기 섹션은 장치 하우징의 일부를 형성하는 기화기 하우징을 포함하고, 기화기 하우징은 전력 공급부에 연결되도록 구성된 상류 단부 및 카트리지 조립체를 수용하도록 구성된 공동을 정의하는 하류 단부를 포함한다. 유리하게는, 액체 저장 섹션, 전기 히터, 및 존재하는 경우, 전력 공급 섹션에서 분리된 단일 기화기 섹션 내의 액체 전달 요소는, 전력 공급 섹션을 교체할 필요 없이 기화기 섹션의 교체(예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재가 고갈되었을 때)를 용이하게 할 수 있다.
전기 히터는 저항성 가열 코일을 포함할 수 있다.
전기 히터는 저항성 가열 메쉬를 포함할 수 있다.
저항성 가열 메쉬는 복수의 전기 전도성 필라멘트를 포함할 수 있다. 전기 전도성 필라멘트는 실질적으로 편평할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 편평한"은 단일 평면에 형성된 것을 의미하고, 만곡되거나 다른 비평면 형상과 끼워맞추도록 주위에 포장되거나 이와 달리 들어맞지 않는 것을 의미한다. 편평한 가열 메쉬는, 제조 동안 쉽게 취급될 수 있으며, 견고한 구조를 제공한다.
전기 전도성 필라멘트는 필라멘트 사이의 간극들을 정의할 수 있고, 간극들은 약 10 μm 내지 약 100 μm의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는 필라멘트들은 간극들에서 모세관 작용을 일어나게 해서, 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재가 간극들로 흡인되어, 히터 조립체와 액체 간의 접촉 면적을 증가시킨다.
전기 전도성 필라멘트는 약 160 내지 약 600 Mesh US (± 10%) 크기(즉, 인치당 약 160 내지 약 600 필라멘트(± 10%))의 메쉬를 형성할 수 있다. 간극의 폭은 바람직하게는 약 75 μm 내지 약 25 μm이다. 메쉬의 총 면적에 대한 간극 면적의 비인, 메쉬의 개방 영역의 백분율은 바람직하게 약 25% 내지 약 56%이다. 메쉬는 상이한 유형의 직조(weave) 또는 격자(lattice) 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 필라멘트는 서로 평행하게 배치된 필라멘트의 어레이로 이루어질 수 있다.
전기 전도성 필라멘트는, 약 8 μm 내지 약 100 μm, 바람직하게는, 약 8 μm 내지 약 50 μm, 더 바람직하게는 약 8 μm 내지 약 39 μm 의 직경을 가질 수 있다.
저항성 가열 메쉬는 약 25 ㎟ 이하의 면적을 덮을 수 있다. 저항성 가열 메쉬는 직사각형일 수 있다. 저항성 가열 메쉬는 정사각형일 수 있다. 저항성 가열 메쉬는 약 5 mm x 약 2 mm의 치수를 가질 수 있다.
전기 전도성 필라멘트는 임의의 적절한 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 적절한 재료는: 도핑된 세라믹, "도전성" 세라믹(예컨대, 이규화 몰리브덴 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만들어진 복합 재료 같은 반도체를 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브데넘-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸을 기본으로 하는 초합금, Timetal®, 철-알루미늄 기재 합금, 및 철-망간-알루미늄 기재 합금을 포함한다. Timetal®은 티타늄 메탈 코포레이션(Titanium Metals Corporation)의 등록 상표이다. 필라멘트는 하나 이상의 절연체로 코팅될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트용으로 바람직한 재료는, 304, 316, 304L, 316L 스테인리스 스틸 및 흑연이다.
저항성 가열 메쉬의 전기 저항은 바람직하게는 약 0.3 내지 약 4 Ohm이다. 더 바람직하게는, 메쉬의 전기 저항은 약 0.5 내지 약 3 Ohm, 더 바람직하게는 약 1 Ohm이다.
전기 히터가 저항성 가열 코일을 포함하는 구현예에서, 코일의 피치는 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 가장 바람직하게는 약 1.5 mm이다. 코일의 피치는 코일의 인접하는 회전들 간의 간격을 의미한다. 코일은 6개 미만의 권선을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 5개 미만의 권선을 갖는다. 코일은 약 0.10 mm 내지 약 0.15 mm, 바람직하게는 약 0.125 mm의 직경을 갖는 전기 저항성 와이어로 형성될 수 있다. 전기 저항성 와이어는 바람직하게는 904 또는 301 스테인리스 강으로 형성된다. 다른 적절한 금속의 예로는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 및 백금족으로부터의 금속이 있다. 적절한 금속 합금의 예로는 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금들, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 강에 기초한 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. 저항성 가열 코일은 리본 형태로 제공되는 금속 포일, 예를 들면 알루미늄 포일을 또한 포함할 수 있다.
전력 공급부는 배터리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전력 공급부는 니켈-금속 수화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-고분자 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수 있고, 하나 이상의 카트리지 조립체를 가진 에어로졸 발생 장치의 사용에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 사시도이고;
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 시스템의 카트리지의 분해도이고;
도 3은 도 1의 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 카트리지의 분해사시도이고;
도 5은 본 발명의 제3 구현예에 따른 카트리지의 분해사시도이고;
도 6은 도 5의 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 7은 본 발명의 제4 구현예에 따른 카트리지의 분해사시도이고;
도 8은 도 7의 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 9는 본 발명의 제4 구현예에 따른 카트리지의 사시도이고;
도 10은 도 9의 카트리지의 분해사시도이고;
도 11은 도 9 및 10의 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 12는 본 발명의 제6 구현예에 따른 카트리지의 분해사시도이고;
도 13은 도 12의 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 14는 본 발명의 제7 구현예에 따른 카트리지의 분해사시도이고;
도 15는 도 14의 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도이고;
도 16은 본 발명의 제8 구현예에 따른 카트리지의 사시도이며;
도 17은 도 16의 카트리지의 분해사시도이다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(10)의 사시도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 전력 공급 섹션(14) 및 기화기 섹션(16)을 포함하는 에어로졸 발생 장치(12)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 카트리지(18) 및 카트리지(18)의 부분을 형성하는 마우스피스(20)를 더 포함한다. 기화기 섹션(16)은 장치 하우징(24)의 일부를 형성하는 기화기 하우징(22)을 포함한다. 기화기 하우징(22)의 하류 단부는 카트리지(18)를 수용하기 위한 공동(26)을 정의한다.
도 2는 카트리지(18)의 분해사시도를 도시한다. 카트리지(18)는 제1 단부(30) 및 제2 단부(32)를 갖는 카트리지 하우징(28)을 포함하며, 카트리지 하우징(28)은 제1 단부(30)와 제2 단부(32) 사이에서 연장되는 카트리지 축(34)을 정의한다. 카트리지 하우징(28)은 카트리지(18)의 제1 측면 상에 제1 애퍼쳐(36)를 정의하고, 제1 측면에 대향하는 카트리지(18)의 제2 측면 상에 제2 애퍼쳐(38)를 정의한다. 메쉬 스크린의 형태로 된 다공성 재료(40)의 제1 및 제2 층은 제1 및 제2 애퍼쳐(36, 38)를 가로질러 연장되어 카트리지 하우징(28) 내에 카트리지 에어로졸 형성 기재(42)를 보유한다.
도 3은 공동(26) 내에 수용된 카트리지(18)를 갖는 에어로졸 발생 시스템(10)의 단면도를 도시한다. 카트리지(18)는 카트리지 축(34)에 평행한 제1 방향(35)(도 1)을 따라 공동(26) 내에 삽입된다.
전력 공급 섹션(14)은 전력 공급 섹션(14) 내로 공기를 유입하기 위한 시스템 공기 유입구(46), 제어기(48) 및 전력 공급부(50)를 포함한다.
기화기 섹션(16)은 전력 공급 섹션(14)으로부터 공기를 수용하기 위한 기화기 공기 유입구(52), 그의 상류 단부에서 기화기 공기 유입구(52)와 유체 연통하는 기류 통로(54), 및 기류 통로(54)와 공동(26)의 하류 단부 사이에 유체 연통을 제공하는 공동 공기 유입구(56)를 포함한다.
기화기 섹션(16)은 기류 통로(54)의 외부에 위치된 환형 다공성 담체 재료(60) 내에 흡수된 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 포함하는 액체 저장 섹션(57)을 더 포함한다. 모세관 심지를 포함하는 액체 전달 요소(62)는 다공성 담체 재료(60)와 접촉하여 위치된 제1 및 제2 단부 및 기류 통로(54) 내에 위치된 중앙부를 가진다. 액체 에어로졸 형성 기재(58)는 모세관 심지를 따라 다공성 담체 재료(60)에서 모세관 심지의 중앙부까지 모세관 작용에 의해 이동(wick)된다.
기화기 섹션(16)은 또한 모세관 심지의 중앙 부분 주위에 감겨진 저항 가열 코일을 포함하는 전기 히터(64)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템(10)의 작동 중, 제어기(48)는 전력 공급부(50)로부터 전기 히터(64)까지의 전기 에너지 공급을 제어하여 모세관 심지의 중앙부로부터 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 가열하고 기화시킨다.
기화기 하우징(22)의 하류 부분은 공동(26) 내로 연장되는 복수의 기류 차단 요소(66)를 정의한다. 기류 차단 요소(66)는 카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용될 때, 기류 차단 요소(66)가 카트리지(18)와 협력해서 카트리지(18)의 제1 및 제2 애퍼쳐(36, 38)를 통해 공동(26) 및 카트리지(18)를 통과하는 기류 경로를 정의하도록 구성된다.
공동(26)의 하류 단부에 공동(26)과 마우스피스(20) 사이의 유체 연통을 제공하는 공동 공기 유출구(70)가 있다. 마우스피스(20)는 에어로졸 발생 시스템(10)으로부터 사용자에게 기류를 제공하기 위한 마우스피스 공기 유출구(72)를 정의한다.
에어로졸 발생 시스템(10)의 사용 동안, 공기는 시스템 공기 유입구(46)를 지나, 기화기 공기 유입구(52)를 통과하여, 기화된 액체 에어로졸 형성 기재(58)가 기류 내에 비말 동반되는 기류 통로(54) 내로 흡인된다. 그런 다음, 기류는 공동 공기 유입구(56)를 지나 공동(26) 및 카트리지 에어로졸 형성 기재(42)로부터의 휘발성 화합물이 기류 내에 비말 동반되는 카트리지(18) 내로 흐른다. 그런 다음, 기류는 카트리지(18) 밖으로 흘러 공동(26) 내로 다시 흐르고 공동 공기 유출구(70)를 통과하여 마우스피스 공기 유출구(72)를 지나 에어로졸 발생 시스템(10) 밖으로 흘러 기화된 액체 에어로졸 형성 기재(58) 및 카트리지 에어로졸 형성 기재(42)로부터의 휘발성 화합물을 사용자에게 전달한다.
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 카트리지(118)의 분해사시도를 도시한다. 카트리지(118)는 도 1 내지 도 3에 도시된 카트리지(18)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
카트리지(118)는 카트리지 하우징(128)에 분할벽 부분(129)을 부가함으로써 카트리지(18)와 상이하다. 분할벽 부분(129)은 카트리지를 제1 기재칸(131) 및 제2 기재칸(133)으로 나누고, 카트리지(118)는 제1 기재칸(131) 내에 위치된 제1 카트리지 에어로졸 형성 기재(42) 및 제2 기재칸(133) 내에 위치된 제2 카트리지 에어로졸 형성 기재(143)를 포함한다. 그 외에는, 카트리지(118)의 구성은 카트리지(18)와 동일하다(명확성을 위해 마우스피스(20)는 도 4에서 생략된다).
도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 카트리지(218)의 분해사시도를 도시한다. 카트리지(218)는 도 4에 도시된 카트리지(118)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(218)는 제2 카트리지 에어로졸 형성 기재(245)가 위치되는 제3 기재칸(135)을 생성하기 위해 카트리지 하우징(228)에 제2 분할벽 부분(229)을 부가함으로써 상이하다. 그 외에는, 카트리지(218)의 구성은 카트리지(118)와 동일하다(명확성을 위해 마우스피스(20)는 도 5에서 생략된다).
도 6은 도 5의 카트리지(218)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(200)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(200)은 도 1 및 3의 에어로졸 발생 시스템(10)과 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(200)은 공동(226)의 구성을 제외하고, 도 1 및 3의 에어로졸 발생 장치(12)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치(212)를 포함한다. 특히, 공동(226)은 부가 기류 차단 요소(267)를 포함하고, 복수의 차단 요소(66, 267)는 카트리지(218)가 공동(226) 내에 수용될 때, 기류 차단 요소(66, 267)는 카트리지(218)와 협력하여 공동(26)을 통과하는 구불구불한 기류 경로 및 카트리지(218)의 제1 및 제2 애퍼쳐(36. 38)를 통해 각각의 기재칸(131, 133, 135)을 정의하도록 구성된다.
도 7은 본 발명의 제4 구현예에 따른 카트리지(318)의 분해사시도이다. 카트리지(318)는 도 1 내지 3에 도시된 카트리지(18)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(318)는 카트리지(318)가 제1 애퍼쳐(36)만을 포함하도록 카트리지 하우징(328)의 제2 측면에 벽 부분(329)을 부가함으로써 상이하다. 즉, 카트리지(318)는 제2 애퍼쳐를 포함하지 않는다.
도 8은 도 7의 카트리지(318)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(300)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(300)은 도 1 및 3의 에어로졸 발생 시스템(10)과 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(300)은 공동(326)의 구성을 제외하고, 도 1 및 3의 에어로졸 발생 장치(12)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치(312)를 포함한다. 특히, 공동(326)은, 카트리지(318)가 공동(326) 내에 수용될 때, 기류 차단 요소(366)가 카트리지(318)와 협력해서 기류를 제1 애퍼쳐(36)의 상류 단부를 통해 카트리지(318) 내로 안내하고, 그런 뒤에 제1 애퍼쳐(36)의 하류 단부를 통해 카트리지(318) 바깥으로 안내하도록 배치된 기류 차단 요소(366)의 상이한 구성을 포함한다.
도 9 및 10은 본 발명의 제5 구현예에 따른 카트리지(418)를 도시한다. 카트리지(418)는 도 7에 도시된 카트리지(318)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(418), 카트리지(418)가 카트리지(418)의 제1 측면 상의 제1 단부(30)에 인접한 제1 애퍼쳐(436), 및 카트리지(418)의 제1 측면 상의 제2 단부(32)에 인접한 제2 애퍼쳐(438)를 포함하도록 카트리지 하우징(428)의 제 1면에 벽 부분(429)을 부가함으로써 상이하다.
도 11은 도 9 내지 10의 카트리지(418)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(400)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(400)은 도 8의 에어로졸 발생 시스템(300)과 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(400)은 공동(426)의 구성을 제외하고, 도 8의 에어로졸 발생 장치(312)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치(412)를 포함한다. 특히, 카트리지(418)의 제1 측면에 벽 부분(429)을 부가함으로써 공동(426) 내에 보다 적은 기류 차단 요소(466)를 사용할 수 있게 한다. 기류 차단 요소(466)는, 카트리지(418)가 공동(426) 내에 수용될 때, 기류 차단 요소(466)가 카트리지(418)와 협력해서 기류를 제1 애퍼쳐(436)를 통해 카트리지(418) 내로 그리고 제2 애퍼쳐(438)를 통해 카트리지(418) 밖으로 안내하도록 배치된다.
도 12는 본 발명의 제6 구현예에 따른 카트리지(518)를 도시한다. 카트리지(518)는 도 9 내지 도 10에 도시된 카트리지(418)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(518)는 제2 애퍼쳐(538)의 위치에 의해 상이하다. 특히, 제2 애퍼쳐(538)는 카트리지(518)의 제2 측면 상에 그리고 제2 단부(32)에 인접하여 위치된다.
도 13은 도 12의 카트리지(518)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(500)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(500)은 도 11의 에어로졸 발생 시스템(400)과 유사하며, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(500)은, 공동 공기 유출구(570)의 위치를 제외하고, 도 11의 에어로졸 발생 장치(412)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치(512)를 포함한다.
도 14는 본 발명의 제7 구현예에 따른 카트리지(618)를 도시한다. 카트리지(618)는 도 1 내지 도 3에 도시된 카트리지(18)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(618)는 카트리지(618)의 제1 단부(630)의 구성에 의해 상이하다. 특히, 카트리지 하우징(628)은 카트리지의 제1 단부(630)에 벽 부분(629)을 포함하고, 벽 부분(629)은 카트리지 축(34)에 대해 수직이 아닌 각도로 연장된다.
도 15는 도 14의 카트리지(618)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(600)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(600)은 도 1 내지 3의 에어로졸 발생 시스템(10)과 유사하며, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(600)은 공동(626)의 구성을 제외하고, 도 1 및 3의 에어로졸 발생 장치(12)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치(612)를 포함한다. 특히, 카트리지(618)의 각진 제1 단부(630)는 공동(626) 내의 임의의 기류 차단 요소의 필요성을 제거한다. 대신에, 에어로졸 발생 시스템(600)은 카트리지(618)가 공동(626) 내에 수용될 때 카트리지(618)의 각진 제1 단부(630)가 공동(626)의 상류 말단 벽(627)과 접경하도록 구성된다. 이 구성에서, 카트리지(618)의 각진 제1 단부(630)는 공동 공기 유입구(56)로부터 카트리지(618)의 제1 측면까지 기류를 안내하되, 공기는 상기 카트리지의 제1 측면에서 제1 애퍼쳐(36) 및 제2 애퍼쳐(38)를 거쳐 카트리지(618)를 통해 흐른다.
도 16 및 17는 본 발명의 제8 구현예에 따른 카트리지(718)를 도시한다. 카트리지(718)는 도 9 내지 도 10에 도시된 카트리지(418)와 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 카트리지(718)는 카트리지(718)의 제2 측면을 형성하는 벽 부분(729)의 구성에 의해 상이하다. 특히, 벽 부분(729)은 만곡되어서 카트리지(718)의 만곡된 제2 측면을 형성한다. 카트리지(718)는 도 11의 에어로졸 발생 장치(412)와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 수 있지만, 카트리지(718)의 변형된 형상을 수용하도록 성형된 공동을 갖는다.

Claims (15)

  1. 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로서,
    상기 카트리지는 카트리지 하우징 및 상기 카트리지 하우징 내에 위치된 카트리지 에어로졸 형성 기재를 포함하되, 상기 카트리지 하우징은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 연장되는 카트리지 축을 정의하고, 상기 카트리지 하우징의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 상기 카트리지의 제1 측면 상에 위치되는 적어도 하나의 애퍼쳐를 더 정의하며,
    상기 에어로졸 발생 장치는:
    상기 카트리지의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동, 상기 공동의 상류 단부에 있는 공동 공기 유입구 및 상기 공동의 하류 단부에 있는 공동 공기 유출구 - 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 카트리지 축에 평행한 제1 방향을 따라 상기 공동 내로 상기 카트리지가 삽입되도록 구성됨 -;
    액체 저장 섹션 내에 위치된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 액체 저장 섹션;
    상기 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안에, 상기 액체 저장 섹션으로부터의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 전기 히터;
    전력 공급부 및 상기 전력 공급부로부터 상기 전기 히터까지의 전력 공급을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 전력 공급 섹션을 포함하며,
    상기 에어로졸 발생 시스템은, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때, 상기 공동 공기 유입구에서 상기 공동 공기 유출구까지의 기류가 상기 카트리지를 통과하여 흐르도록 상기 카트리지 하우징과 상기 에어로졸 발생 장치가 협력하여 상기 공동 공기 유입구로부터의 기류를 상기 카트리지 하우징에 의해 정의된 상기 적어도 하나의 애퍼쳐를 통해 안내하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면을 포함하고, 상기 카트리지 에어로졸 형성 기재는 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에 위치되고, 상기 적어도 하나의 애퍼쳐는 상기 카트리지의 상기 제1 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제1 애퍼쳐를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 측면은 상기 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 갖고, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 제1 측면의 길이의 50% 미만을 따라 연장되는, 에어로졸 발생 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 카트리지 하우징의 제1 단부에 인접하여 위치되고, 상기 적어도 하나의 애퍼쳐는, 상기 카트리지의 제1 측면의 일부를 가로질러 연장되고 상기 제1 애퍼쳐로부터 이격된 제2 애퍼쳐를 더 포함하되, 상기 제2 애퍼쳐는 상기 카트리지 하우징의 제2 단부에 인접하여 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때, 상기 카트리지의 제1 측면을 향해 상기 공동의 측벽으로부터 연장되고 상기 제1 애퍼쳐와 상기 제2 애퍼쳐 사이에 위치되는 기류 차단 요소를 포함하되, 상기 기류 차단 요소는, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때, 상기 공동 공기 유입구로부터, 상기 제1 애퍼쳐를 통과하여 상기 카트리지 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가로지르고, 상기 제2 애퍼쳐를 통과하여 상기 공동 공기 유출구까지 기류를 안내하는, 에어로졸 발생 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 카트리지 하우징의 상기 제1 단부에 인접하여 위치되고, 상기 적어도 하나의 애퍼쳐는 상기 카트리지의 상기 제2 측면의 일부를 가로질러 연장되는 제2 애퍼쳐를 더 포함하되, 상기 제2 애퍼쳐는 상기 카트리지 하우징의 상기 제2 단부에 인접하여 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 측면은 상기 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 가지고, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 제1 측면의 길이의 적어도 50%를 따라 연장되는, 에어로졸 발생 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 카트리지 하우징에 의해 정의되는 유일한 애퍼쳐인, 에어로졸 발생 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 공동의 측벽으로부터 상기 카트리지의 제1 측면을 향하여 연장되는 기류 차단 요소를 포함하되, 상기 기류 차단 요소는 상기 공동 공기 유입구로부터 상기 제1 애퍼쳐를 통과하여 상기 카트리지 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가로지르고, 다시 상기 제1 애퍼쳐를 통과하여 상기 공동 공기 유출구까지 기류를 안내하도록 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 애퍼쳐는 상기 카트리지의 상기 제2 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제2 애퍼쳐를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 측면은 상기 카트리지 축에 평행하게 연장되는 길이를 가지고, 상기 제2 애퍼쳐는 상기 제2 측면의 길이의 적어도 50%를 따라 연장되고, 상기 제2 애퍼쳐는 상기 제1 애퍼쳐와 적어도 부분적으로 중첩되는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제2항에 있어서, 상기 카트리지 하우징은 복수의 기재칸을 정의하고, 상기 카트리지 에어로졸 형성 기재는 상기 기재칸 중 적어도 하나 내에 위치되고, 상기 제1 애퍼쳐는 상기 기재칸 각각의 제1 측면 위에 놓이고, 상기 적어도 하나의 애퍼쳐는 상기 카트리지의 상기 제2 측면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 제2 애퍼쳐를 더 포함하되, 상기 제2 애퍼쳐는 상기 기재칸 각각의 제2 측면 위에 놓이는, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때 상기 카트리지를 향해 상기 공동의 측벽으로부터 연장되는 적어도 하나의 기류 차단 요소를 포함하되, 상기 적어도 하나의 기류 차단 요소는, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때, 상기 공동 공기 유입구로부터, 상기 제1 및 제2 애퍼쳐를 통해 각각의 기재칸을 관통하는 구불구불한 경로를 따라 공동 공기 유출구까지 기류를 안내하도록 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지 하우징은 상기 카트리지의 상기 제2 측면을 정의하는 벽 부분을 포함하고, 상기 벽 부분은 만곡되는, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지 하우징의 상기 제1 단부는 상기 카트리지 축에 대해 수직이 아닌 각도로 연장되고, 상기 카트리지 및 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때 상기 카트리지 하우징의 제1 단부의 일부가 상기 공동의 상류 단부 벽과 접경하도록 구성되어, 상기 카트리지 하우징의 상기 제 1 단부가 상기 공동 공기 유입구로부터 상기 카트리지의 제1 측면까지 기류를 안내하는, 에어로졸 발생 시스템.
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